多用戶MIMO用戶調度方法及性能分析.pdf

1、在現(xiàn)代無線移動通信中,多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output, MIMO)技術通過空間復用可以有效增大系統(tǒng)的頻譜利用率和系統(tǒng)容量,因此被廣泛使用在3GPP LTE/LTE-Advanced、IEEE WiMAX和WLAN等無線通信標準中。
　　空間復用技術是下行多用戶MIMO能夠有效提高頻譜效率的重要手段,但由于受到移動終端間協(xié)作通信實現(xiàn)的限制,使得下行通信中終端聯(lián)合解碼難以實現(xiàn),為了避免下行終

2、端的聯(lián)合解碼,有研究人員提出發(fā)送端的波束成形處理技術。另一方面,基站選擇合理的用戶組合進行接入通信是有效提高空間復用效率的另一重要環(huán)節(jié)。
　　而在上行 MIMO鏈路中,由于受到終端尺寸和天線復雜度的制約,難以在終端實現(xiàn)多根天線的配置。虛擬MIMO(Virtual MIMO, V-MIMO)技術的誕生使得這一難題的解決成為了可能。V-MIMO技術是使多個終端可以同時在相同的時頻資源上進行數(shù)據(jù)傳輸,在基站側看來,終端側的多個單天線組成

3、了多天線從而與多天線的基站構成了MIMO結構,由此可以利用空間分集和空間復用技術,提高上行通信的可靠性和總的系統(tǒng)容量。其中,如何選擇共信道用戶是虛擬MIMO技術的關鍵,這直接影響了V-MIMO系統(tǒng)的總體性能。這是因為多用戶MIMO系統(tǒng)的性能不可避免地受到用戶間干擾的限制,選擇合適的用戶可以減小用戶間的干擾從而提高虛擬MIMO系統(tǒng)的頻譜效率;反之,用戶選擇的不合適,系統(tǒng)性能可能還不如未配對的情況。
　　無論下行還是上行MIMO鏈路,

4、如何選擇用戶和設計波束成形向量都成為關鍵的技術環(huán)節(jié)。波束成形的做法是在傳輸端用戶數(shù)據(jù)經(jīng)過傳輸信道之前乘以預編碼向量,或者是在接收端的數(shù)據(jù)在經(jīng)過處理之前乘以接收波束成形向量,這樣處理使得發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的主瓣可以同對應用戶信道方向保持一致,同時減少該數(shù)據(jù)對其他用戶的干擾。合理設計波束成形向量可以有效消除或減少用戶間的共信道干擾。這些技術要求傳輸端掌握準確的信道狀態(tài)信息,但是在實際操作中,信道估計誤差是不可避免的,在非完美的信道狀態(tài)信息下,魯

5、棒性便成為波束成形和用戶調度中的重要課題。
　　本文將從多用戶MIMO中的波束成形和用戶調度兩方面進行研究,主要工作如下:
　　首先總結現(xiàn)有多用戶MIMO用戶調度和預編碼技術的研究現(xiàn)狀,分析現(xiàn)有技術特點和適用情況。
　　其次,總結了幾種傳統(tǒng)的多用戶MIMO線性預編碼技術和用戶調度算法,并對幾種傳統(tǒng)的用戶調度算法進行了仿真對比,分析了各個調度算法的適用場景和性能差異。
　　然后在多用戶MIMO下行信道中,由基于SL